曼陀羅的毒性研究

曼陀羅的毒性研究

1曼陀羅屬熱帶地區(qū)達(dá)托拉屬于茄子科的一級(jí)草本植物，種子繁殖非常廣泛，主要分布在熱帶和亞熱帶地區(qū)，有些分布在溫帶。據(jù)《中國(guó)植物志》記載,曼陀羅約16種。曼陀羅全株有毒,在夏季農(nóng)作物收割時(shí),易將曼陀羅種籽混入大豆等糧食中。這些有毒曼陀羅籽一旦被人畜誤食,可能會(huì)引起中毒,中毒嚴(yán)重者甚至?xí)劳?。因此?duì)曼陀羅毒性進(jìn)行研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。2曼陀羅酯的提取曼陀羅的主要活性成分為具有抗膽堿特性的莨菪堿(hyoscyamine)、東莨菪堿(scopolamine)及阿托品(atropine)等生物堿。莨菪堿為白色針狀結(jié)晶,是由莨菪酸和莨菪醇縮合形成的酯。易溶于氯仿、乙醇等有機(jī)溶劑,難溶于醚或冷水,易溶于稀酸成鹽,其鹽易溶于水。在提取過(guò)程中,植物中的大半莨菪堿能消旋成阿托品。阿托品為白色或無(wú)色結(jié)晶,易溶于氯仿及乙醇,難溶于醚或熱水,更難溶于冷水,不溶于石油醚。曼陀羅籽粒中通常不含阿托品,在提取過(guò)程中由茛菪堿經(jīng)消旋化后,產(chǎn)生阿托品,所以在利用薄層色譜法定性檢測(cè)中,在薄層層析時(shí),會(huì)出現(xiàn)阿托品的斑點(diǎn)。東莨菪堿呈粘稠糖漿狀液體,易溶于乙醇、乙醚、氯仿、丙酮和熱水,微溶于苯和石油醚,在冷水中溶解度尚可,能與多種無(wú)機(jī)或有機(jī)酸生成結(jié)晶的鹽。在稀堿中易消旋化生成D,L-東莨菪堿,失去光學(xué)活性。3東堿的致毒機(jī)理曼陀羅的主要有毒成分是莨菪堿、阿托品及東莨菪堿等生物堿。阿托品是一種毒蕈堿阻滯劑,競(jìng)爭(zhēng)毒蕈堿受體,打斷副交感神經(jīng)的支配作用。還能阻塞交感類神經(jīng)元,例如神經(jīng)汗腺,但不阻塞煙堿酸受體。抑制受體后膽堿能神經(jīng)支配平滑肌與腺體活動(dòng),并根據(jù)劑量大小,有刺激或抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用,半衰期為2.5h。東莨菪堿與阿托品一樣是一種顛茄堿,是毒蕈堿阻滯劑,并且產(chǎn)生類似于阿托品的外圍作用。能阻斷M膽堿受體,對(duì)呼吸中樞有興奮作用,中樞作用以抑制為主。能抑制腺體分泌,對(duì)大腦有鎮(zhèn)靜催眠作用,半衰期為8h。莨菪堿也是一種與阿托品相似的毒蕈堿阻滯藥,但它在外圍和中樞的作用更強(qiáng)。它被用作膽堿酯酶的解毒劑和類膽堿能附加體,半衰期為3.5h。生物堿的致毒機(jī)理主要為:(1)對(duì)中樞神經(jīng)先興奮后抑制,阻斷乙酰膽堿反應(yīng),中毒后呈現(xiàn)交感神經(jīng)高度興奮狀態(tài)。中毒量的曼陀羅生物堿對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有興奮作用,興奮后轉(zhuǎn)入抑制,可刺激大腦細(xì)胞發(fā)生強(qiáng)烈的騷動(dòng),刺激脊髓神經(jīng)反射系統(tǒng),發(fā)生抽搐和痙攣。(2)麻痹副交感神經(jīng),對(duì)中樞神經(jīng)產(chǎn)生興奮作用。曼陀羅生物堿是M型膽堿受體(毒蕈堿樣受體)阻斷劑,能與乙酰膽堿競(jìng)爭(zhēng)M型膽堿受體,從而阻斷副交感神經(jīng)的節(jié)后纖維所支配效應(yīng)器中的毒蕈堿型受體,使副交感神經(jīng)興奮時(shí)所釋放的乙酰膽堿不能發(fā)揮作用,呈現(xiàn)對(duì)抗副交感神經(jīng)興奮時(shí)毒草堿樣作用。4曼陀羅葉的食用曼陀羅中毒的報(bào)道不少,以誤食曼陀羅果實(shí)、種子最為常見。例如,有因食用混有曼陀羅種子的大豆加工成的豆?jié){中毒的,有因食用混有曼陀羅種子的大豆加工后的食用油中毒的,也有在春季將曼陀羅葉與野菜同食引起中毒者。實(shí)驗(yàn)證明含有D.stramonium種子的面粉在烘烤面包的條件下仍有大量阿托品和東莨菪堿存活。曼陀羅引起的動(dòng)物中毒也有多起報(bào)道,有由于飼料中混有D.stramonium和D.ferox而致使馬中毒的案例;也有綿羊因誤食青干草中混入的曼陀羅引起中毒的。4.1東堿與阿托品的組成及比例曼陀羅不同部位的毒性不同。據(jù)《中國(guó)有毒植物》記載,曼陀羅全草有毒,以果實(shí)中種子毒性最大,嫩葉次之,干葉的毒性比鮮葉小。誤食曼陀羅的中毒量種子為2~30粒,果實(shí)為1/4枚,干花為1~30g。小兒內(nèi)服3~8粒種子即可發(fā)生曼陀羅中毒。植株地上部分對(duì)牛的致死量為150~300g,馬為150~200g,綿羊?yàn)?5~200g,對(duì)魚也有毒。不同種類的曼陀羅所含生物堿種類及含量不同,毒性也不同。D.stramonium平均生物堿含量不低于0.25%,最高0.7%,D.tatula的毒性與曼陀羅D.stramonium相似。D.fastuosa是印度地區(qū)最毒的一種曼陀羅。D.alba的毒性與D.metel相似。D.quercifolia葉中生物堿含量為0.4%,一半為東莨菪堿,一半為莨菪堿。Wilhelm等研究表明D.suaveolens中東莨菪堿含量相對(duì)較高,約占干重的0.6%。D.innoxia中主要生物堿為東莨菪堿和莨菪堿,且東莨菪堿為主要部分,種子含總生物堿0.19%~0.46%。D.arborea生物堿含量為0.44%,幾乎全為東莨菪堿,種子生物堿含量為0.5%,葉子中含量為0.55%。黃淑賢等研究表明,木曼陀羅花(D.arborea)總堿含量為0.51%,主要生物堿為東莨菪堿,幾乎不含阿托品;洋金花(D.metel)總堿含量為0.52%,主要為東莨菪堿和阿托品。據(jù)Steenkamp等報(bào)道,D.ferox中東莨菪堿為主要物質(zhì),阿托品為次要物質(zhì),東莨菪堿與阿托品的平均比率為7:1,而D.stramonium中阿托品為主要物質(zhì),東莨菪堿為次要物質(zhì),東莨菪堿與阿托品的平均比率為1:7。而先前Evans等報(bào)道過(guò)D.stramonium中東莨菪堿與阿托品比率為1:2。BucheiE等則報(bào)道D.ferox中東莨菪與莨菪堿比率約為98:2。Arturo等利用HPLC、GC-MS等方法研究表明D.ferox種子中主要生物堿為東莨菪堿,不含有莨菪堿。Hiraoka則認(rèn)為對(duì)于任何曼陀羅,東莨菪堿含量均比莨菪堿含量高。喬傳卓等研究表明溫州曼陀羅(D.metelL.var.wenchowensis),各部分東莨菪堿含量均明顯高于白曼陀羅(D.metel)原變種,且其高含量東莨菪堿特性穩(wěn)定,不隨產(chǎn)地的改變而變化。曼陀羅中生物堿的產(chǎn)生在很大程度上受生長(zhǎng)環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)條件和生物學(xué)因素的影響和調(diào)節(jié)。Steenkamp等研究表明來(lái)自不同地區(qū)的D.ferox和D.stramonium中東莨菪堿與阿托品的比率各不相同。StrahilBerkov等認(rèn)為曼陀羅受環(huán)境因素影響比受遺傳遺傳影響大:D.stramonium的3個(gè)變種D.stramoniumvar.stramoniumL.、D.stramoniumvar.tatulaL.,Torr.和D.stramoniumvar.godroniiDanert生長(zhǎng)在同一條件下時(shí)所含生物堿種類相似;而與生長(zhǎng)在保加利亞相比,生長(zhǎng)在埃及的該3種變種所含生物堿種類相差很大。生長(zhǎng)在美國(guó)不同地區(qū)的D.stramonium種子中阿托品含量為1.69~2.71mg/g,東莨菪堿含量為0.36~0.69mg/g。于立軍認(rèn)為各來(lái)源地洋金花藥材中東莨菪堿含量差異較大。生物堿含量隨曼陀羅部位不同和生長(zhǎng)階段不同而不同。StrahilBerkov等認(rèn)為D.stramonium中生物堿含量最高的時(shí)期是在幼苗時(shí)期的根部,這一時(shí)期根中生物堿含量比地上部分含量高。在第一次開花期(迅速生長(zhǎng)期),根和葉中總生物堿的含量比不成熟果實(shí)(緩慢生長(zhǎng)期)含量低。隨著植株的衰老,生物堿會(huì)在果實(shí)中(包括果皮和中子)積累。衰老植株的根中生物堿含量很低。在個(gè)體發(fā)育期,莖中生物堿的含量相對(duì)很穩(wěn)定。與地上部分相比,曼陀羅根部所含生物堿更為復(fù)雜。ElisabettaMiraldi等則認(rèn)為,在D.stramonium整個(gè)生命周期中,年輕時(shí)期的莖和葉中東莨菪堿和莨菪堿含量最大,且莨菪堿一直占主要地位。果皮中只檢測(cè)到含量很低的阿托品,但種子中的生物堿含量在成熟階段迅速由0.2μg/mg上升至0.4μg/mg。據(jù)Evans等報(bào)道D.stramonium中莨菪堿從開花期一直占主要地位,葉子中生物堿含量占總生物堿含量的0.2%~0.45%,種子大約占0.2%。Padula等報(bào)道Daturaferox總生物堿含量范圍是0.02%~0.52%,東莨菪堿含量范圍是0.0029%~0.32%,其含量根據(jù)生境和植物部位不同而存在差異。4.2曼陀羅不同部位的殺鼠活性各種家畜都能中毒,以貓最敏感,牛馬次之,綿羊和兔耐受性較強(qiáng)。曼陀羅不同生育期的殺鼠活性明顯不同,9月份的樣品殺鼠活性最強(qiáng),而8月份的樣品殺鼠活性最弱,這可能與氣溫、光合能力等有關(guān)。曼陀羅對(duì)毒殺試鼠的性別具有一定的選擇性,對(duì)雄鼠的毒殺率大于雌鼠。小白鼠性別對(duì)化學(xué)毒物毒殺作用影響的原因尚不完全清楚,可能與性激素影響某些化學(xué)毒物代謝酶的活性,從而影響化學(xué)毒物的生物轉(zhuǎn)化有關(guān)。曼陀羅各部位均具有殺鼠活性,種子的殺鼠活性最強(qiáng),其次為莖、果殼和葉。研究表明當(dāng)食物中含有0.5%的D.stramonium時(shí)小鼠體重則增量明顯下降。每kg飼料中含12gD.ferox時(shí),對(duì)蛋雞沒(méi)有影響。只有當(dāng)D.ferox在飼料中的含量達(dá)到6~18g/kg時(shí),才會(huì)對(duì)幼豬有副作用。飼料中D.ferox的含量達(dá)到12g/kg起,對(duì)肉雞體重會(huì)有副作用;而飼料中加入東莨菪堿與莨菪堿比率為98:2的純生物堿時(shí)(其中最高東莨菪堿含量為13.368mg/kg)對(duì)肉雞則無(wú)影響。幼豬取食D.ferox種子和取食純東莨菪堿與莨菪堿比率為98:2的純生物堿對(duì)幼豬的影響不同。由此Cortamira等認(rèn)為D.ferox種子對(duì)于幼豬的影響不能只歸因于生物堿含量因素。4.3生物沉淀顯色劑目前關(guān)于曼陀羅中生物堿成分的檢驗(yàn)及含量測(cè)定方法有生物堿比色法、薄層色譜法、高效液相色譜法、反相離子對(duì)液相色譜法、氣相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法。常見的生物堿沉淀顯色劑有碘-碘化鉀溶液、氯化汞飽和水溶液、碘化鉍鉀試劑。薄層色譜法很容易就能夠檢測(cè)到托烷生物堿,氣相色譜法是研究生物堿最常用的方法,氣相色譜-質(zhì)譜法也是一種有效的分離鑒定復(fù)雜生物堿的方法[25~29],另外一種有效的方法則是HPLC,但這些方法均有其缺點(diǎn),可能會(huì)導(dǎo)致某些有毒活性成分不能被檢測(cè)到。5曼陀羅生物安全性的研究目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于曼陀羅毒性的研究集中在D.stramonium、D.metel、D.innoxia等少數(shù)種,對(duì)于其他種類毒性的研究甚少。關(guān)于曼陀羅毒性的研究集中在對(duì)其花和葉生物堿成分的研究上,對(duì)于其種子毒性的研究相對(duì)較少,而種子最易混入糧食和飼料中引起人畜中毒。同時(shí),關(guān)于生物堿對(duì)動(dòng)物影響的研究資料也很少。另一方面,可能由于測(cè)定方法的不同及供試材料來(lái)源的差異,不同研究關(guān)于曼陀羅生物堿成分及含量的報(bào)道存在差異及矛盾。不同國(guó)家對(duì)曼陀羅的安全衛(wèi)生限量標(biāo)準(zhǔn)不一。例如,我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)植物油料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB19641-2005)規(guī)定了大豆、油菜籽中